基于IEEE 802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的隱藏終端效應(yīng)可能導致嚴重網(wǎng)絡(luò)沖突,從而使數(shù)據(jù)包傳輸出現(xiàn)錯誤。相較于路徑損耗、多徑衰落、陰影衰落和IEEE802.11干擾等因素造成的非沖突錯誤,隱藏終端引起的沖突錯誤會持續(xù)存在,因而其破壞性更大。準確識別由隱藏終端引起的沖突對保證傳感器數(shù)據(jù)的正確傳輸至關(guān)重要。本文首先研究了隱藏終端導致沖突碰撞的機理以及對網(wǎng)絡(luò)傳輸性能帶來的影響。本文采用數(shù)值分析方法對完整的沖突及重傳過程進行了仿真,通過搭建CSMA/CA通信模型,得到數(shù)據(jù)包在非時隙模式下的碰撞及重傳概率,進而對影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素進行了研究。理論分析及仿真結(jié)果表明,數(shù)據(jù)包長度、發(fā)包率、隱藏節(jié)點比例等都會對網(wǎng)絡(luò)性能造成影響,其中發(fā)包率對網(wǎng)絡(luò)性能影響最大。隨后通過高發(fā)包率實驗對傳輸錯誤數(shù)據(jù)包的錯誤特性進行研究。在理論分析基礎(chǔ)上,本文設(shè)計了多種典型場景下的傳輸實驗,得到非沖突錯誤場景和沖突錯誤場景下的錯誤數(shù)據(jù)包,并定義誤碼率、錯誤比特位置分布和錯誤符號位置分布作為性能指標對錯誤特性進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn),沖突錯誤數(shù)據(jù)包的后部傾向于出現(xiàn)更高的出錯概率,該特性能夠明顯區(qū)分出不同應(yīng)用環(huán)境中沖突錯誤... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文性能將急劇下降，而且在某些節(jié)點處還出現(xiàn)劇烈的波動。并且即使效的路由和傳輸層協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)性能和吞吐量也會因為 MAC 層的多跳成此現(xiàn)象的原因是無線網(wǎng)絡(luò)中存在大量隱藏終端節(jié)點，從而在數(shù)據(jù)大規(guī)模持續(xù)沖突。而持續(xù)沖突又導致大量節(jié)點信息無法傳到匯聚節(jié)面積的節(jié)點重傳，致使網(wǎng)絡(luò)性能嚴重下降。-2 是隱藏終端問題原理示意圖，節(jié)點 A、C 要將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦?jié)點圈分別表示節(jié)點 A 和節(jié)點 C 的通信范圍，紅色線圈表示節(jié)點 B 的通信 C 相互在通信范圍之外，無法通過物理載波監(jiān)聽的方法探測到對方據(jù)，因此 A、C 可能會誤以為信道空閑而同時發(fā)送數(shù)據(jù)，繼而造成失敗。正是由于 A 與 C 相互隱藏，監(jiān)聽不到對方的存在，兩個節(jié)點間極可能產(chǎn)生持續(xù)沖突。

圖 1-3 數(shù)據(jù)傳輸錯誤識別的分類WSNs 中傳感器節(jié)點分布廣、面積大，在各處添加外設(shè)將加大運行成本且能因此我們直接使用節(jié)點數(shù)據(jù)來分析傳輸失敗的原因。對節(jié)點數(shù)據(jù)分析時，者使用了收包率、錯包率等統(tǒng)計結(jié)果作為分析對象，但是這種方法耗時長時展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀況。為了實時得到數(shù)據(jù)包錯誤原因，大部分學者采用特征信輸失敗的數(shù)據(jù)包進行分類，這些特征信息可以分為三類：信道信息，有效信息，以及信道和有效負載信息的聯(lián)合分析。信道信息，即根據(jù)接收信號強度指示（RSSI）和鏈路質(zhì)量指示（LQI）來研性，這兩個指標通常用于鏈路質(zhì)量評估。Eu 等人[17]基于所測量的 RSSI 和了線性分類器，可以對弱信號和多路訪問沖突導致的無線損耗進行分類。Iye8]提出了一種針對 Wi-Fi 干擾和藍牙干擾的分類方法，但這需要連續(xù)讀取傳的 RSSI 寄存器。Zacharias 等人[19]提出了一種輕量級干擾分類方法，用于E 802.11 干擾，以及藍牙和微波爐對 IEEE 802.15.4 傳輸?shù)挠绊�。Grimald 等了時域和幅域兩者的 RSSI 特征來識別 IEEE 802.11 和微波爐干擾。然而上

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Z-MAC協(xié)議改進算法[J]. 盧玫欣,蘇勝君,施偉斌,樂燕芬,李瑞祥.  軟件導刊. 2017(12)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 任豐原,黃海寧,林闖.  軟件學報. 2003(07)



本文編號：3381687